Carros elétricos estão comprometendo a velocidade máxima para a dinâmica de direção

Cada vez mais fabricantes de automóveis estão optando por produzir carros movidos a baterias e motores elétricos em vez de carros convencionais movidos a gás. Alguns fabricantes estão até revivendo modelos atuais e anteriores na forma elétrica, como o novo Porsche Macan, o Lexus LFA e, mais recentemente, o novo Dodge Charger.

Embora a energia eléctrica seja vital para o futuro da indústria automóvel, parece haver um problema. Maioria Veículos elétricos têm uma velocidade máxima limitada a menos de 140 mph, e alguns até tão baixa quanto 160 mph. Embora essas velocidades não sejam para os medrosos, elas são significativamente menores do que as suas contrapartes ICE.

A configuração da engrenagem EV favorece a aceleração em relação à velocidade máxima

Uma das principais razões para a velocidade máxima limitada nos veículos elétricos é a engrenagem. Embora os motores elétricos possam fornecer torque máximo a zero rpm, isso não é bom para velocidades mais altas. Os fabricantes de automóveis estão priorizando o desempenho de baixo custo que os motores elétricos podem fornecer, simplesmente porque a maioria dos EVs provavelmente não será conduzida a velocidades superiores a 70 mph, legalmente.

Ao contrário de um carro com motor de combustão interna que pode navegar confortavelmente na estrada a 50, 60 ou 70 mph graças às marchas mais altas, um EV teria que acelerar a uma taxa mais alta apenas para permanecer em uma velocidade constante graças a essa velocidade única. caixa de velocidade. Imagine dirigir seu carro apenas com a primeira marcha. Seria ótimo em velocidades baixas, mas em velocidades mais altas você teria que prender o pedal do acelerador no chão.

A relação de transmissão final é a relação entre a transmissão e o diferencial, ou rodas, do seu carro. Para carros com motor de combustão interna, a relação de transmissão final será de 3:1 ou 4:1 na maioria dos casos. Isso significa que o eixo motor girará três ou quatro vezes mais rápido do que cada revolução da roda. Se você ajustasse a relação de transmissão final, poderia melhorar a aceleração, mas isso sacrificaria a velocidade máxima. Isso também significaria que você mudaria de marcha mais rapidamente ao atingir a velocidade máxima. Em última análise, o principal objetivo da relação de transmissão final é maximizar a faixa de potência de cada marcha para atingir a quantidade adequada de torque.

Para carros elétricos, a relação de transmissão final é normalmente de 8:1 ou até 11:1 para carros como o BMW i4 xDrive40. Isso significa que a cada 11 rotações do motor, as rodas girarão uma vez. A relação de transmissão final dos carros elétricos significa que, embora a velocidade máxima seja sacrificada, a aceleração é o foco, e isso torna mais fácil entusiasmar o público e os potenciais clientes.

Alguns fabricantes, no entanto, exploraram territórios mais rápidos. Tesla, Porsche e Lexus se aprofundaram em suas habilidades de engenharia e descobriram que adicionar uma caixa de câmbio de duas marchas pode ajudar significativamente a aumentar a velocidade máxima de um veículo elétrico. Uma caixa de velocidades pode concentrar-se na aceleração, enquanto a segunda caixa de velocidades pode ajudar a manter a potência à medida que a velocidade aumenta em direção ao limite superior. Esta segunda caixa de velocidades também irá, obviamente, melhorar a eficiência. Esta solução acarreta muitos encargos financeiros, uma vez que o desenvolvimento de veículos eléctricos já é bastante caro e a adição de uma caixa de velocidades de duas velocidades seria reservada principalmente para modelos mais desportivos e premium.

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Sacrificando a velocidade máxima do EV para ajudar a aumentar o alcance

A escolha de limitar a velocidade máxima de um veículo elétrico significa que os fabricantes podem concentrar-se em oferecer uma autonomia mais elevada. Desde que os VEs entraram em cena, um dos maiores pontos de discussão, além da infraestrutura de carregamento, é a ansiedade de autonomia.

Os fabricantes de automóveis podem resolver este problema de alguma forma, limitando a velocidade máxima dos seus veículos eléctricos. Uma vez que os VE podem produzir resultados muito superiores à sua capacidade, isso significa que o uso consistente de energia a rotações mais elevadas irá esgotar a bateria a uma taxa muito mais elevada. Os carros com motor de combustão interna dependem de marchas para atingir uma velocidade mais alta em rotações semelhantes, limitando assim as rotações e alcançando maior eficiência de combustível, pois sua velocidade permanece constante. Você não precisa abastecer muito para manter o carro andando na rodovia se estiver na marcha correta.

Com um carro elétrico com caixa de câmbio de uma velocidade, a velocidade mais alta significa rotações mais altas, o que por sua vez significa maior consumo de energia. A travagem regenerativa pode aliviar um pouco este problema, mas, mais uma vez, é usada para resolver o problema de ansiedade de autonomia, em vez de atingir uma velocidade máxima mais elevada.

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Assim como os veículos ICE, os EVs também precisam estar atentos ao peso

Tal como acontece com qualquer tipo de veículo, o peso é um fator significativo para atingir uma velocidade máxima mais elevada. Colin Chapman, fundador da Lotus Cars, disse a famosa frase “Simplifique e depois adicione leveza” como inspiração no design de seus carros. Não é de admirar que todos os fabricantes de automóveis pretendam atingir o menor peso possível nos seus automóveis, mas isso é mais importante durante o desenvolvimento de um veículo eléctrico. Embora você possa pensar que um carro elétrico será mais leve devido à ausência de um motor pesado, os carros elétricos são inerentemente mais pesados ​​do que os carros com motor de combustão interna devido ao peso da bateria.

Lembra na aula de física quando o professor explicou que potência é igual a força vezes velocidade? Como a força é o produto da massa e da aceleração, isso significa que a potência é diretamente afetada pela massa, aceleração e velocidade. Simplificando, para aumentar a velocidade e atingir uma velocidade máxima mais elevada, os fabricantes de automóveis devem decidir se aumentam a potência ou reduzem o peso. Infelizmente, a física pode ser uma faca de dois gumes, uma vez que um aumento na potência geralmente significa um aumento no peso e, para veículos elétricos, isso significa adicionar mais baterias pesadas.

Ao projetar veículos elétricos, os fabricantes de automóveis estão cada vez mais concentrados na dinâmica de condução a velocidades mais baixas e na cidade, uma vez que é assim que a maioria dos veículos elétricos será conduzida. Você pode fazer uma viagem mais longa em um carro elétrico, mas esteja preparado para parar para carregá-lo com frequência devido ao aumento da potência e ao alcance limitado.

Colin Chapman também disse a famosa frase: “Adicionar potência torna você mais rápido nas retas. Subtrair peso torna você mais rápido em todos os lugares”. Você pode ver como o peso é importante para um carro elétrico. Manter todo esse peso sob controle também é importante. Não faz sentido economizar cada quilo de peso apenas para deixar o carro pesado, resultando em uma viagem horrível. Ao contrário de um motor, as baterias podem ser instaladas no centro da distância entre eixos para manter o importante centro de gravidade o mais baixo possível.

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À medida que a velocidade aumenta, a força do ar que atinge a frente do carro também aumenta

Algo que tem atormentado todos os carros é o arrasto. Você ouvirá frequentemente a frase “coeficiente de arrasto”. Simplificando, quantifica a área frontal de um carro enquanto ele passa pelo ar. Um SUV ou caminhão de alta cilindrada terá uma área frontal maior do que um carro esportivo e, portanto, um coeficiente de arrasto mais alto.

O arrasto é extremamente importante ao observar um carro elétrico em velocidades mais altas, uma vez que é necessária mais potência para atravessar o ar. Como já sabemos que mais potência significa mais peso e isso é uma ladeira escorregadia. À medida que a velocidade aumenta, o arrasto aumenta a uma taxa exponencial, o que significa que é necessária consideravelmente mais potência para impulsionar um carro de 130 mph a 160 mph, do que seria necessário para impulsionar o mesmo carro de 160 mph a 130 mph.

Simplificando, há pouco valor para os fabricantes de automóveis eléctricos se concentrarem em adicionar consideravelmente mais potência para ganhos mínimos na velocidade máxima, quando provavelmente se concentram na aceleração e na dinâmica de condução. Isto é particularmente trivial quando alguns carros elétricos são projetados como carros urbanos para ir ao trabalho ou às lojas, e não para destruir uma pista de corrida ou uma pista.

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A segurança do motorista e dos passageiros é fundamental no desenvolvimento de novos carros, especialmente veículos elétricos

A tecnologia dos veículos elétricos ainda é relativamente nova, pelo menos para a maior parte do público. Os fabricantes de automóveis têm a responsabilidade de manter os seus clientes seguros. Afinal, são eles que estão desembolsando seu dinheiro. Os carros elétricos não são familiares até que você experimente esse torque instantâneo, e a maneira como o carro se comportará é diferente daquela a que você está acostumado. Embora a maioria dos fãs obstinados do automobilismo não fique feliz com a velocidade máxima limitada, isso pode ser um fator positivo não intencional para aqueles que não estão interessados ​​em dirigir rápido.

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O futuro parece sombrio para veículos elétricos em alta velocidade

Evidentemente, existem vários motivos para os fabricantes de automóveis limitarem a velocidade máxima dos seus veículos. A Volvo é um dos primeiros fabricantes a adotar um limitador de velocidade de 180 mph em todos os carros novos desde 2020. Com os regulamentos de limite de velocidade cada vez mais rígidos e as estradas cada vez mais movimentadas com o tráfego, esta decisão parece ser um tanto lógica. Também faz sentido que os fabricantes de automóveis sacrifiquem a velocidade máxima em prol de ganhos noutros domínios, como a eficiência e a aceleração. Provavelmente veremos alguns carros esportivos elétricos de alto desempenho, supercarros e até hipercarros que atingirão velocidades mais altas, mas a maioria dos carros elétricos não será projetada dessa forma. Em última análise, para os fabricantes de automóveis elétricos, é difícil equilibrar estes fatores. As montadoras gastam milhões no desenvolvimento de seus novos veículos elétricos, mas os dias de ver carros novos atingindo 320 km/h podem estar contados.